【摘要】：我國大型藻類資源分布廣、種類多,在海洋生態(tài)系統(tǒng)和氣候環(huán)境等方面發(fā)揮著重要作用。由于大型藻類的次生代謝產(chǎn)物在抗腫瘤、抗菌、抗病毒、抗氧化等方面表現(xiàn)出顯著的生物活性,對大型藻類活性物質(zhì)的研究一直以來都是各國研究的熱點,大型藻類活性物質(zhì)在食品、保健品、醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。大型藻類資源活性物質(zhì)利用研究有利于發(fā)現(xiàn)新的活性化合物,深化藻類活性物質(zhì)作用機理的認識,提高藻類資源利用價值,推動藻類活性物質(zhì)在生物醫(yī)藥上的應(yīng)用及藻類栽培漁業(yè)發(fā)展。浙江沿海大型藻類資源豐富,但目前對其研究和利用存在不足。所以本文以浙江沿海典型大型藻類作為研究對象,于浙江沿海4個采樣點系統(tǒng)采集33種藻類作為實驗樣本;利用5種溶劑提取海藻活性物質(zhì),之后用海藻提取物進行抑菌活性、抗白斑綜合征病毒(WSSV)活性和抗氧化活性篩選;分析藻類活性物質(zhì)組成,進一步闡明藻類化學(xué)組成與活性之間的關(guān)聯(lián)。主要研究結(jié)果如下:1.大型藻類的活性物質(zhì)研究概況主要介紹了大型藻類所具有的抗腫瘤、抗病毒、抗細菌和抗氧化等重要的生物活性、活性物質(zhì)及作用機理;選取浙江沿海典型大型藻類,系統(tǒng)地闡述其生物活性物質(zhì)及開發(fā)利用研究概況。2.浙江沿海典型大型藻類活性物質(zhì)的提取及抑菌活性研究(1)海藻樣品的采集、鑒定及其形態(tài)特征描述。在浙江沿海的4個采樣點采集海藻樣品。經(jīng)過形態(tài)特征觀察并鑒定后,確定用于實驗的藻類合計33種,其中綠藻8種、紅藻18種、褐藻7種。海藻樣品經(jīng)清洗曬干后用于后續(xù)實驗。(2)不同提取模型抑菌活性研究。選用正己烷、二氯甲烷、丙酮、85%甲醇和85%乙醇等5種提取溶劑提取海藻活性物質(zhì)。采用紙碟法,利用活性提取物對革蘭氏陰性菌的大腸桿菌(Escherichia coli)、嗜水氣單胞菌(Aeromonas hydrophila)、香魚假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa)、溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus);革蘭氏陽性菌的金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)等5種細菌進行抑菌實驗。實驗結(jié)果表明,不同提取溶劑對藻類提取物的抑菌活性影響顯著,藻類有機溶劑提取物均表現(xiàn)出不同程度的抑菌活性。同時,研究表明海藻提取物抑菌活性是提取方法、活性物質(zhì)純度以及對象菌株等多個因素共同作用的結(jié)果。但鑒于乙醇溶解性能好,既能溶解親水性活性成分,也能溶解部分親脂性活性成分,提取活性物質(zhì)更加多樣化,而且成本低廉,所以本研究選擇85%乙醇作為活性物質(zhì)提取溶劑。(3)海藻乙醇提取物的制備及抑菌活性篩選。海藻樣品通過85%乙醇浸提后獲得活性提取物,利用活性提取物對5種供試菌株開展抑菌實驗研究。結(jié)果表明,除刺松藻乙醇提取物無抑菌效果外,其他藻類的乙醇提物均具有不同程度的抑菌活性,即97%的海藻樣品顯示出了抑菌活性。氣生硬毛藻、多管藻、鴨毛藻、肉質(zhì)蜈蚣藻、舌狀蜈蚣藻、厚網(wǎng)藻、羊棲菜的粗提取物顯示出對5種供試細菌中的4種有抑制作用。蜈蚣藻、舌狀蜈蚣藻、羊棲菜等藻類提取物抗大腸桿菌活性相對較強;舌狀蜈蚣藻提取物抗香魚假單胞菌活性相對較強;龍須菜、多管藻等藻類提取物抗溶藻弧菌活性相對較強;滸苔、鐵釘菜、蜈蚣藻等藻類提取物抗嗜水氣單胞菌活性相對較強;龍須菜、海蘿、羊棲菜、曲褶剛毛藻等藻類提取物抗金黃色葡萄球菌活性相對較強。這些具有較強抗菌活性的藻類具備良好的開發(fā)潛力,或可成為目前市場上抗生素的天然替代品。3.浙江沿海典型大型藻類抗病毒活性研究(1)藻類提取物抑制WSSV(白斑綜合征病毒)感染擬穴青蟹(Scylla Paramamosain)的研究。選取海蘿(Gloiopeltis furcata)、龍須菜(Gracilaria lemaneiformis)、孔石莼(Ulva pertusa)、滸苔(Ulva prolifera)、羊棲菜(Sargassum fusiforme)和鐵釘菜(Ishige okamurai)等6種海藻的85%乙醇提取物用于實驗。按照實驗擬穴青蟹的體質(zhì)量分別注射藻類提取物溶液,提取物濃度梯度為1mg/kg、5 mg/kg和10 mg/kg,觀察并記錄藻類提取物對感染W(wǎng)SSV擬穴青蟹累計死亡率的影響。結(jié)果顯示,感染W(wǎng)SSV的擬穴青蟹死亡率非常高,在沒有干擾的條件下204h全部死亡。羊棲菜提取物可以顯著降低感染W(wǎng)SSV擬穴青蟹的死亡率,而其他藻類提取物效果不明顯。(2)藻類提取物對擬穴青蟹免疫活性影響的研究。擬穴青蟹注射藻類提取物24h后,抽取其血淋巴液用于總血細胞計數(shù)(total hemocyte count,THC)、超氧化物歧化酶(SOD)活性、酚氧化酶(PO)活性等免疫活性分析。研究表明羊棲菜、龍須菜、孔石莼和海蘿等藻類提取物顯著提高了擬穴青蟹的免疫活性,有效增強機體對WSSV的防御作用。其中,羊棲菜提取物對擬穴青蟹各項免疫指標(biāo)的提升作用最明顯,并且與之前WSSV感染青蟹存活實驗結(jié)果一致。海藻提取物對健康擬穴青蟹和WSSV感染擬穴青蟹的免疫活性都有改善,說明海藻可以成為水產(chǎn)動物良好的免疫增強劑,同時可以開發(fā)成為抗WSSV藥物,這將為水產(chǎn)動物病害防治提供一個更加安全的解決方案。4.浙江沿海典型大型藻類抗氧化活性研究(1)藻類總多酚含量分析。進行藻類多酚物質(zhì)的提取和含量測定,結(jié)果表明,不同海藻樣品總多酚含量差異顯著,其中,龍須菜、鐵釘菜、羊棲菜等藻類提取物中多酚含量較高,尤以龍須菜多酚含量最高。分析表明藻類多酚含量受藻類樣品采樣季節(jié)、采樣地點、采樣部位以及提取方式等多種因素影響。由于多酚具有多種顯著的生物活性,所以多酚含量高的龍須菜、鐵釘菜、羊棲菜等藻類具有開發(fā)成天然抗氧化劑的應(yīng)用前景。(2)藻類提取物抗氧化活性研究。通過對33種藻類清除DPPH和ABTs自由基活性的測定,篩選出抗氧化活力強的藻類,同時對不同提取方式造成海藻提取物抗氧化活性的差異、抗氧化能力與多酚含量的相關(guān)性以及抗氧化能力與抗菌活性的相關(guān)性等進行研究。結(jié)果表明,所有藻類提取物均顯示出抗氧化活性,其中鐵釘菜、多管藻、鴨毛藻等藻類抗氧化活性較強,尤以鐵釘菜抗氧化活性最強。研究同時發(fā)現(xiàn),提取溶劑對活性提取物的抗氧化活性影響顯著,說明抗氧化活性物質(zhì)的提取需要考慮不同藻類的主要成分來選擇提取溶劑,同時也反映出抗氧化活性是藻類多種成分共同作用的結(jié)果。多酚含量與抗氧化活性顯著相關(guān),所以多酚含量可以在一定程度上作為藻類抗氧化活性篩選的標(biāo)準。研究還發(fā)現(xiàn),藻類提取物抑菌活性(抑菌種數(shù))與ABTs自由基清除活性存在相關(guān)性,所以推論,藻類提取物ABTs自由基清除率的高低在一定程度上可以反映出該藻的抗菌活性。5.浙江沿海典型大型藻類活性物質(zhì)分析(1)大型藻類活性物質(zhì)分析。海藻具有多種生物活性與其所含有的多糖、多酚、脂肪酸和其他活性成分有關(guān),以浙江沿海典型大型藻類為研究材料,分別對其含有的葉綠素、類胡蘿卜素、水溶性多糖等成分進行了測定,并通過ABTs自由基清除實驗分析色素的抗氧化活性。結(jié)果表明藻類樣品中可溶性多糖、色素等物質(zhì)含量差異顯著。可溶性多糖含量范圍從6.07±0.80 mg/g到89.81±2.29 mg/g,其中粗枝軟骨藻、多管藻、鐵釘菜多糖含量較高。不同海藻的總色素含量差異明顯,范圍從1.78±0.06mg/100g至186.33±7.06mg/100g,總體上綠藻的總色素含量最高,褐藻的總色素含量最低,其中海綠色剛毛藻和羽狀羽藻總色素含量顯著高于其他藻類。本研究還表明,海藻色素具有抗氧化作用,尤其是鐵釘菜色素提取物的抗氧化活性最強。(2)大型藻類GC-MS化學(xué)成分分析。用氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(GC-MS)對浙江典型大型海藻的揮發(fā)性化合物進行分析和結(jié)構(gòu)鑒定,并闡明其生物活性。結(jié)果表明種藻類化合物組成存在較大差異。藻類揮發(fā)性化合物中有較多活性成分,本研究還在幾種藻類中發(fā)現(xiàn)了β-ionone、Benzaldehyde和1-octen-3-one等抗菌活性化合物。
【學(xué)位授予單位】：上海海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S917.3
【圖文】：

E122°46′3.25″裂葉馬尾藻 S. siliquastrum 2017 年 4 月 枸杞島N30°43′1.64″E122°46′3.25″海藻樣品形態(tài)特征及分布仔細觀察并記錄采集到的海藻樣品的形態(tài)特征，參考《浙江大型海藻彩色圖毛欣欣等編著，科學(xué)出版社 2011 年第一版）、《浙江海藻原色圖譜》（浙江科術(shù)出版社 1983 年 6 月第一版）進行種類鑒定�？资唬║. pertusa）隸屬綠藻門，綠藻綱，石莼目，石莼科，石莼屬，廣泛于我國的遼寧、河北、山東、江蘇、浙江、福建、廣東等地潮間帶的礁石上采于舟山枸杞島，潮間帶礁石表面分布較多�？资辉弩w呈綠色，葉片形狀則并有形狀、大小不一的孔洞。采樣圖片見圖 2-1 所示。

圖 2-2 滸苔Fig. 2-2 U. prolifera）隸屬于綠藻門，綠藻綱，石莼目，石莼海，黃海、渤海沿岸亦有少量分布，樣品布密集，資源量較大。藻體呈片狀，黃綠圖 2-3 石莼Fig. 2-3 U. lactuca

【參考文獻】

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本文編號：2732842